CN109461156B - 基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法 - Google Patents

基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法，通过获取螺纹密封塞在装配过程中不同工位的图像并进行分析处理，根据分析结果判断装配环节的每一步是否正常，从而降低装配产品的次品率。

Description

基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法，应用于密封塞自动化装配设备中装配过程的在线检测。
背景技术
机器视觉就是用机器替代人眼来做测量和判断，机器视觉***是通过图像采集设备获取数字图像信号，然后传输到视觉处理***，根据图像中像素分布特征，进行相应的图像处理以提取所需的信息，从而实现对待测物体的缺陷检测、尺寸测量等。一个典型的工业机器视觉检测***应包括图像采集装置、视觉处理***、光源、传感器和控制单元。
随着密封塞在汽车零部件领域的需求日益增大，用户对其品质要求也越来越高。由于螺纹密封塞的各部件体积偏小、装配步骤多且装配量大，在装配过程中容易出现漏装、错装等情况，人工检测不仅效率低、检测精度低、劳动强度大，也增加了企业的生产成本。
发明内容
本发明的目的是解决目前螺纹密封塞自动化装配生产线中密封塞凹槽涂胶量不均匀、磁铁和密封圈安装易倾斜或漏装，人工检测螺纹密封塞装配质量效率低、精度低及劳动强度大的技术问题。
为实现以上发明目的，本发明提供一种基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法，包括如下步骤：
（1）光电传感器触发工业相机：采用两个工业相机分别获取螺纹密封塞的正面和侧面图片，当螺纹密封塞随转盘运动到指定位置时，由两个光电传感器分别检测运动到对应位置的螺纹密封塞并产生触发信号，触发信号分别传输到对应的工业相机；
（2）工业相机获取图片：在光电传感器触发工业相机之后，位于螺纹密封塞正面的第一工业相机用于获取螺纹密封塞塞体的俯视图RGB彩色图像，位于螺纹密封塞侧面的第二工业相机用于获取螺纹密封塞装配体的灰度图像；
（3）视觉***图像处理：两个工业相机依次获取图像之后，开始由视觉***分别对图像进行处理，视觉***程序采用并行流程，其中第一主流程用于处理所述RGB彩色图像，以判断螺纹密封塞凹槽涂胶量是否达标，第二主流程用于处理所述灰度图像，以判断位于螺纹密封塞塞体顶面的磁铁和螺纹密封塞塞体底座的密封圈是否安装到位；若两个主流程的检测结果均符合要求，则输出合格信号，由下料机构将合格产品出料。
进一步地，步骤（3）中所述第一主流程对所述RGB彩色图像的处理过程如下：对图像在 HSV彩色模型下进行颜色抽取，抽取后得到一幅二值图像，再对二值图像进行形态学处理的膨胀操作，填充细小空洞，然后建立ROI以螺纹密封塞为圆心，ROI的面积比螺纹密封塞大，最后利用Blob分析ROI内的白色连通域，此连通域即为凹槽涂胶区域，若该区域的像素面积S在(Smin,Smax)范围内，则判定涂胶量符合要求输出OK信号，否则判定涂胶量不符合要求并输出NG信号，剔除不合格零件。
进一步地，步骤（3）中所述第二主流程对所述灰度图像的处理过程如下：
对所述灰度图像进行二值化操作，其中最低阈值为200，最高阈值为255，然后建立两个矩形ROI区域R1、R2，在第一个矩形ROI区域R1内检测竖直方向上最宽两条边的间距H，若间距H在(Hmin，Hmax)像素区间内则表明磁铁安装正常，否则磁铁安装不正常并输出NG信号，剔除不合格零件；在第二个矩形ROI区域R2内检测水平方向上最宽两条边的间距W，若间距W在（Wmin，Wmax）像素区间内则表明密封圈安装正常，否则密封圈安装不正常并输出NG信号，剔除不合格零件。
进一步地，所述第一工业相机为彩色相机，搭配普通镜头和环形无影光源。
进一步地，所述第二工业相机为黑白相机，搭配远心镜头和方形背光源。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过两个工业相机分别获取密封塞在不同工位下的数字图像，利用视觉软件对获取的图像进行分析处理，从而判断每一步的装配结果是否符合要求，实现对密封塞装配环节自动实时在线检测，不仅大大节省人力，而且可以降低出料产品的次品率。
附图说明
图1为本发明一个实施例的工作流程示意图；
图2为本发明一个实施例中视觉检测***的原理示意图；
图3为螺纹密封塞的***图；
图4为螺纹密封塞的装配体正视图；
图5为螺纹密封塞的塞体结构示意图；
图6为螺纹密封塞的密封圈结构示意图；
图7为螺纹密封塞的磁铁结构示意图；
图8为密封塞装配体二值图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作优选说明。
如图1-8所示，本发明一个实施例的基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法，包括（1）光电传感器触发工业相机：采用两个工业相机分别获取螺纹密封塞的正面和侧面图片，当螺纹密封塞随转盘运动到指定位置时，由两个光电传感器分别检测运动到对应位置的螺纹密封塞并产生触发信号，触发信号分别传输到对应的工业相机；
（2）工业相机获取图片：在光电传感器触发工业相机之后，位于螺纹密封塞正面的第一工业相机用于获取螺纹密封塞塞体的俯视图RGB彩色图像，位于螺纹密封塞侧面的第二工业相机用于获取螺纹密封塞装配体的灰度图像；如图2，第一工业相机采用彩色相机，搭配普通镜头和环形无影光源，第二工业相机采用黑白相机，搭配远心镜头和方形背光源；
（3）视觉***图像处理：两个工业相机依次获取图像之后，开始由视觉***分别对图像进行处理，视觉***程序采用并行流程，其中第一主流程用于处理所述RGB彩色图像，以判断螺纹密封塞凹槽(如图5)涂胶量是否达标，第二主流程用于处理所述灰度图像，以判断位于螺纹密封塞塞体顶面的磁铁和螺纹密封塞塞体底座的密封圈是否安装到位；若两个主流程的检测结果均符合要求，则输出合格信号，由下料机构将合格产品出料。
优选地，步骤（3）中所述第一主流程对所述RGB彩色图像的处理过程如下：对图像在 HSV(色调、饱和度、明度)彩色模型下进行颜色抽取，抽取的色调范围是（125，290），饱和度范围是（100，220），明度范围是（40，220），抽取后得到一幅二值图像，再对二值图像进行形态学处理的膨胀操作，填充细小空洞，然后建立ROI（感兴趣区域）以螺纹密封塞为圆心，ROI大小比螺纹密封塞大，最后利用Blob（斑点）分析ROI内的白色连通域，此连通域即为凹槽涂胶区域，若该区域的像素面积S在(Smin,Smax)范围内，则判定涂胶量符合要求并输出OK（通过）信号，否则判定涂胶量不符合要求并输出NG（未通过）信号，剔除不合格零件。在本发明的实验条件下测得正常涂胶像素面积S的范围为(18000,20000)，根据不同工况人为确定Smin、Smax实际取值。
优选地，步骤（3）中所述第二主流程对所述灰度图像的处理过程如下：
对所述灰度图像进行二值化操作，其中最低阈值为200，最高阈值为255，然后建立两个矩形ROI区域R1、R2，如图8所示，在第一个矩形ROI区域R1内检测竖直方向上最宽两条边的间距H，若间距H在(Hmin，Hmax)像素区间内则表明磁铁安装正常，否则磁铁安装不正常并输出NG信号，剔除不合格零件，在本发明的实验条件下测得磁铁正常安装高度像素区间为（480，520），根据不同工况人为确定Hmin、Hmax实际取值；在第二个矩形ROI区域R2内检测水平方向上最宽两条边的间距W，若间距W在（Wmin，Wmax）像素区间内则表明密封圈安装正常，否则密封圈安装不正常并输出NG信号，剔除不合格零件，在本发明的实验条件下测得密封圈正常安装宽度像素区间为（530，580），根据不同工况人为确定Wmin、Wmax实际取值。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)光电传感器触发工业相机：采用两个工业相机分别获取螺纹密封塞的正面和侧面图片，当螺纹密封塞随转盘运动到指定位置时，由两个光电传感器分别检测运动到对应位置的螺纹密封塞并产生触发信号，触发信号分别传输到对应的工业相机；
(2)工业相机获取图片：在光电传感器触发工业相机之后，位于螺纹密封塞正面的第一工业相机用于获取螺纹密封塞塞体的俯视图RGB彩色图像，位于螺纹密封塞侧面的第二工业相机用于获取螺纹密封塞装配体的灰度图像；
(3)视觉***图像处理：两个工业相机依次获取图像之后，开始由视觉***分别对图像进行处理，视觉***程序采用并行流程，其中第一主流程用于处理所述RGB彩色图像，所述第一主流程对所述RGB彩色图像的处理过程如下：对图像在HSV彩色模型下进行颜色抽取，抽取后得到一幅二值图像，再对二值图像进行形态学处理的膨胀操作，填充细小空洞，然后建立ROI以螺纹密封塞为圆心，ROI的面积比螺纹密封塞大，最后利用Blob分析ROI内的白色连通域，此连通域即为凹槽涂胶区域，若该区域的像素面积S在(Smin,Smax)范围内，则判定涂胶量符合要求并输出OK信号，否则判定涂胶量不符合要求并输出NG信号，剔除不合格零件；第二主流程用于处理所述灰度图像，所述第二主流程对所述灰度图像的处理过程如下：对所述灰度图像进行二值化操作，其中最低阈值为200，最高阈值为255，然后建立两个矩形ROI区域R1、R2，在第一个矩形ROI区域R1内检测竖直方向上最宽两条边的间距H，若间距H在(Hmin，Hmax)像素区间内则表明磁铁安装正常，否则磁铁安装不正常并输出NG信号，剔除不合格零件；在第二个矩形ROI区域R2内检测水平方向上最宽两条边的间距W，若间距W在(Wmin，Wmax)像素区间内则表明密封圈安装正常，否则密封圈安装不正常并输出NG信号，剔除不合格零件；若两个主流程的检测结果均符合要求，则输出合格信号，由下料机构将合格产品出料。
2.如权利要求1所述的基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法，其特征在于，所述第一工业相机为彩色相机，搭配普通镜头和环形无影光源。
3.如权利要求1所述的基于视觉的螺纹密封塞装配检测方法，其特征在于，所述第二工业相机为黑白相机，搭配远心镜头和方形背光源。
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Assignee: Taizhou Weixing Technology Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

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Denomination of invention: A vision based assembly inspection method for thread sealing plug

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20221226

Application publication date: 20190312

Assignee: Zhejiang Wangchao Technology Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2022330000866

Denomination of invention: A vision based assembly inspection method for thread sealing plug

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

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Assignee: Taizhou cloud makes intelligent technology Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

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Denomination of invention: A vision based assembly inspection method for thread sealing plug

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

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Assignee: TAIZHOU CITY LIANFANG AUTOMATION EQUIPMENT Co.,Ltd.

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Granted publication date: 20210716

License type: Common License

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Application publication date: 20190312

Assignee: Zhejiang Ruisen non woven fabric Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

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Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231115

Application publication date: 20190312

Assignee: Zhejiang Teli renewable resources Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047045

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231115

Application publication date: 20190312

Assignee: Haiyan Meishi Textile Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047057

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231115

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Application publication date: 20190312

Assignee: JIAXING YIXIA AUTO PARTS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047307

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231116

Application publication date: 20190312

Assignee: Haiyan Jialong Electronic Technology Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047052

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231116

Application publication date: 20190312

Assignee: Zhejiang Yulong Biotechnology Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047040

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231116

Application publication date: 20190312

Assignee: Jiaxing Weihua Biological Packaging Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047032

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231116

Application publication date: 20190312

Assignee: Jiaxing Chenfeng Food Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047030

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231116

Application publication date: 20190312

Assignee: Zhejiang Wanhao Optoelectronic Technology Co.,Ltd.

Assignor: RESEARCH INSTITUTE OF ZHEJIANG University TAIZHOU

Contract record no.: X2023980047027

Denomination of invention: Visual based assembly inspection method for threaded sealing plugs

Granted publication date: 20210716

License type: Common License

Record date: 20231116

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract